Odporność na obciążenie wiatrem – co nam mówi i jak się ją bada?

Zainteresowany? Poproś o ofertę!


Zobacz również:

oknoad

Dobry Montaż

Ekspert Stolarki


Można śmiało powiedzieć, że odporność na obciążenie wiatrem jest jednym z najważniejszych parametrów stolarki okiennej, gdyż informuje nas o statyce okna, a więc wiąże się bezpośrednio z bezpieczeństwem konstrukcji okiennej. 


O czym dokładnie informuje nas klasyfikacja odporności na obciążenie wiatrem? Mówią krótko: definiuje, do jakiej prędkości wiatru okno będzie spełniało wymogi konstrukcyjne stawiane stolarce okiennej, a innymi słowy: jakiej wartości ciśnienia (powodowane parciem/ssaniem wiatru) wytrzyma nasza stolarka nim ulegnie nadmiernej deformacji. Deformacja ta mogłaby doprowadzić do nadmiernej przepuszczalności powietrza, przecieków wody opadowej czy nawet do pękania szyb.

Każdy wprowadzany do obrotu typ okien powinien przejść badania zgodnie z normą okienną PN-EN 14351-1:2006+A2:2016, która opisuje, według jakich norm badawczych należy określić odporność na obciążenie wiatrem. W normie tej podana jest także ogólna klasyfikacja stolarki okiennej, zgodnie z którą rozróżnia się:

» trzy klasy ze względu na ugięcie ramy, oznaczone literami: A (≤ 1/150), B (≤ 1/200), C (≤ 1/300)

Aby bardziej obrazowo to przedstawić, klasyfikacja wg wartości względnego ugięcia czołowego oznacza, że np. słupek w oknie dwudzielnym, o wysokości 1800 mm, może się ugiąć pod naporem wiatru, maksymalnie do wartości:

» klasa A – 1800 / 150 = 12 mm
» klasa B – 1800 / 200 = 9 mm
» klasa C – 1800 / 300 = 6 mm

» sześć klas ze względu na ciśnienie, oznaczone cyfrowo: 1, 2, 3, 4, 5, a przy ciśnieniu powyżej 2000 Pa – Exxxx, gdzie xxxx opisuje wartość ciśnienia.



PRZYKŁAD: Zapis na etykiecie okna „Odporność na obciążenie wiatrem – B4” należy interpretować tak, że dane okno, a właściwie jego najbardziej odkształcalny element, ugina się poniżej wartości 1/200 swojej długości przy ciśnieniu do 1600 Pa (czyli takie ciśnienie wytrzymuje bez szkód). 

Dane zawarte w klasyfikacji normy PN-EN 14351-1:2006+A2:2016 łatwiej będzie odnieść do rzeczywistych sytuacji, gdy zestawimy wartości ciśnienia oddziałującego na okna z prędkościami wiatru oraz jego siłą niszczenia i skutkami działania: 






BADANIE ODPORNOŚCI NA OBCIĄŻENIE WIATREM


Klasyfikacja okien zgodna z PN-EN 14351-1:2006+A2:2016 pt.: „Okna i drzwi. Norma wyrobu, właściwości eksploatacyjne. Część 1: Okna i drzwi zewnętrzne" nie polega na prostym stwierdzeniu, że okno jest dobre lub złe. Określa natomiast warunki przyznania klas dla poszczególnych własności okna, których wartości pozwalają na spełnienie (lub nie) wymagań klienta i przepisów prawnych. 


Wymagania klienta mogą wynikać np. z przepisów krajowych (dotyczy to również innych Państw Członkowskich UE) określonych we właściwych aktach prawnych, a także specyfikacjach technicznych, na podstawie których zamawiana jest stolarka okienna. Okno staje się więc „dobre” lub „złe” w odniesieniu do specyficznych warunków miejsca zabudowy.

Budzącym wiele emocji badaniem jest określenie odporności na obciążenie wiatrem. Badanie to, choć zajmujące niewiele czasu, stanowi krytyczny punkt dla całości oceny. Test ten jest bowiem swego rodzaju „próbą niszczącą” dla próbki, gdyż poddana stosunkowo dużym ciśnieniom konstrukcja traci swoje pierwotne właściwości, przez co nie wykonuje się na niej następnych badań. Wynik tej próby, czyli stopień ugięcia czołowego, musi być mniejszy od wartości określonej w normie PN-EN 1991-1-4:2008.

Powyższe reguły związane z wymaganiami dotyczącymi właściwości okien i wymaganym sposobem przeprowadzania badań odporności na obciążenie wiatrem, opisanym w PN-EN 12211, nakładają na producentów konieczność wstępnego określenia wartości ciśnienia próbnego (P1). Dobór wartości tego ciśnienia powinien być oparty na:

» Określeniu obciążenia wiatrem według PN-EN 1991-1-4:2008
» Wymaganiu odbiorcy (jeśli takowe określił)
» Wartości dopuszczalnego ciśnienia badawczego określonego w PN-EN 12211

Podstawowym narzędziem do wykonywania obliczeń w tym zakresie jest PN-EN 1991-1-4:2008/A1:2010 Eurokod 1: Oddziaływania na konstrukcje - Część 1-4: Oddziaływania ogólne - Oddziaływania wiatru. Załącznik krajowy NA „Postanowienia krajowe dotyczące oddziaływania wiatru” obszar naszego kraju dzieli na tzw. „Strefy obciążenia wiatrem”. Wyróżniono trzy strefy obciążenia wiatrem, co przedstawia rys. poniżej. 
Poza strefami obciążenia wiatrem norma EN 1991-1-4 definiuje cztery kategorie terenu, na którym usytuowany jest budynek:

0 – Obszary brzegowe i przybrzeżne wystawione na otwarte morze;
I – Jeziora lub tereny płaskie, poziome, o nieznacznej roślinności i bez przeszkód terenowych;
II – Tereny o niskiej roślinności, takiej jak trawa, i o pojedynczych przeszkodach (drzewa, budynki) oddalonych od siebie na odległość równą co najmniej ich 20 wysokościom;
III – Teren regularnie pokryty roślinnością lub budynkami albo o pojedynczych przeszkodach, oddalonych od siebie najwyżej na odległość równą ich 20 wysokościom (takie jak wsie, tereny podmiejskie, stałe lasy);
IV – Tereny, których przynajmniej 15% powierzchni jest pokryte budynkami o średniej wysokości przekraczającej 15 m. 

Wartość charakterystyczną ciśnienia prędkości wiatru określa poniższa tabela: 



Współczynnik ekspozycji uzależniony jest od rodzaju terenu i wysokości budowli, a norma PN-EN 1991-1-4:2008 przyjmuje podział na trzy rodzaje terenu:

A) Otwarty z nielicznymi przeszkodami
B) Zabudowany przy wysokości istniejących budynków do 10 m lub zalesiony
C) Zabudowany przy wysokości istniejących budynków powyżej 10 m

W zależności od wysokości budowli współczynniki mogą przyjmować wartości w zakresie: 



Jako wartość współczynnika aerodynamicznego (Cx) przyjęto 1,2 jako najbardziej niekorzystną dla montowanych okien. Wartość współczynnika działania porywów wiatru dla okien norma przyjmuje jako wartość 2,2. Na podstawie powyższych założeń można obliczyć minimalne obciążenie wiatrem dla okien montowanych na terytorium Polski. Ciśnienie to wynosi 475 Pa, co według PN-EN 122104 wymaga poddania próbki badaniu ciśnieniem 800 Pa (klasa 2).

Określone w ten sposób ciśnienie badawcze, podane na próbkę spowoduje ugięcie elementu czołowego, którego wartość nie może przekroczyć 1/300 (klasa C) i jednocześnie nie więcej niż 12 mm, by spełnić wymaganie normy PN-EN 1991-1-4:2008 właściwej dla budynków mieszkalnych, użyteczności publicznej i wielokondygnacyjnych budynków przemysłowych. Reasumując, na terenie Polski minimalną klasą dla wszystkich montowanych okien jest klasa C2, czyli ugięcie nie gorsze od 1/300 (klasa C) przy ciśnieniu 800 Pa (klasa 2).

W innych krajach UE, gdzie trafiają okna i drzwi balkonowe produkowane w Polsce, wymagania mogą być inne, bo wynikające z uwarunkowań geograficznych i budowlanych obowiązujących na danym obszarze. Niestety często, tak jak w naszym kraju, zapisane są w postaci „rozproszonej” po wielu dokumentach, dlatego skompletowanie wymagań może być czasochłonne, jakkolwiek jest jak najbardziej wskazane dla uniknięcia problemów z odbiorem zamówienia. 

Na podstawie badania odporności na obciążenie wiatrem, producent otrzymuje jedną z najważniejszych informacji: czy jego produkt wytrzyma warunki w jakich będzie funkcjonował przez wiele lat, będzie bezpieczny dla otoczenia i nie spowoduje przykrych konsekwencji dla klienta, które będą miały bezpośrednie odbicie na dalszej działalności przedsiębiorstwa. 

źródła: ltb.org.pl; zawod-architekt.pl

#badanie_stolarki, #obciazenie_wiatrem, #statyka_okna

Zainteresowany? Poproś o ofertę!



Automatyczne wietrzenie w praktyce: okna na 6-tkę w siedzibie D+H Polska

Automatyczne wietrzenie w praktyce: okna na 6-tkę w siedzibie D+H Polska

Od otwarcia nowej siedziby D+H Polska upłynęło kilka...

MACO i HAUTAU łączą siły

MACO i HAUTAU łączą siły

Grupa MACO poinformowała, że w połowie czerwca...

GEALAN otworzył własne Centrum Technologiczne

GEALAN otworzył własne Centrum Technologiczne

Od początku sierpnia w siedzibie głównej GEALAN, w...

Młodzi chcą mieszkać w inteligentnych domach

Młodzi chcą mieszkać w inteligentnych domach

Nowe technologie i innowacyjne rozwiązania coraz...

Inoutic buduje magazyn obok zakładu produkcyjnego

Inoutic buduje magazyn obok zakładu produkcyjnego

Hala magazynowa o powierzchni ponad 9000 mkw. z...



» Więcej na subportalu dostawcy, akcesoria